第三章 相互作用——力
3.1 重力与弹力
【教材分析】
物体相互作用的初步知识、重力的大小和方向、力的示意图等知识初中物理皆已学习，但对重心概念理解不深，本节引入重心作为知识载体，体现了等效思想。以重力为例，呈现如何利用力的图示和力的示意图表示力的三要素。在弹力部分按照一般弹力到特殊弹力的思路，通过微小形变激发学生的学习兴趣，从宏观形变揭示弹力产生的条件，并根据形变说明弹力产生的原因和弹力的方向。通过实验探究弹簧弹力大小与形变量的关系具体讨论弹力的大小，体现先定性再定量的研究思路。
【教学目标与核心素养】
[物理观念]能通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系；了解胡克定律。
[科学思维]了解科学探究中获取及处理数据的研究方法。
[科学探究]体验探究方法，如何设计实验、记录数据、处理数据等。
[科学态度与责任]探究物理规律的过程，感受学习物理的兴趣。
【教学重难点】
教学重点：胡克定律实验验证。
教学难点：胡克定律实验探究过程和数据的处理方法。
【课前准备】
多媒体课件、铁架台、直尺、钩码组、弹簧组。
【课时安排】
2课时
【教学过程】
第2课时
[新课导入]
演示实验：当用手拉（或压）弹簧时，弹簧受力发生形变，这时，弹簧对手也产生了一个拉（或推）的力，请问这个力的大小与哪些因素有关？这个力的大小该如何确定呢？
[新课讲授]
一、胡克定律
教师活动：指导学生仔细阅读“弹力”部分，同时提出问题：
1．什么是弹性形变？什么叫弹性限度？
2．弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量有怎样的关系？
3．这个规律是谁发现的？这个公式各个物理量的含义是什么？
学生活动：根据老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后分小组交流讨论，选出代表发表见解。
归纳总结：
1．弹性形变是指物体发生形变后，如果撤去外力作用能够恢复原状，这种形变就叫做弹性形变。弹性限度是指如果形变过大超过一定的限度，撤去重力后，物体不能完全恢复原来的状态，这个限度就叫做弹性限度。
2．F＝kx
3．这个规律是由英国物理学家胡克研究发现的；F指的是弹簧对物体的弹力，K指的是弹簧的进度系数，代表弹簧的软硬，x指的是弹簧的形变量，不是指弹簧的长度。
二、探究弹簧弹力与形变量的关系
教师活动：现在每个小组都有一组铁架台，弹簧、钩码、直尺等配套的器材，大家分组讨论一下如何通过这些仪器找到弹力与弹簧形变量的关系？请设计出实验方案。
学生活动：分组讨论，设计实验方案，派代表展示方案。
归纳总结：弹簧弹力F的测定：弹簧弹力的大小与所挂钩码的重力大小相等，即F=mg；弹簧
伸长量x的测量，用毫米刻度尺测量弹簧的原长L0和弹簧伸长后的长度L，则弹簧的伸长量为x=L-L0；根据F与x的数据做出F-x图像，并根据图像确定F与x的关系。
[分组实验]教师指导学生阅读教材“实验”部分，分组进行实验；注意在弹簧与钩码保持稳定之后，再正确读出毫米刻度尺的示数。
教师指导学生动手实验，并引导学生思考：弹簧竖直使用时弹簧的重力该怎样处理？
根据学生的实际操作，让学生体会操作过程的乐趣。指导学生解决实验过程中遇到的问题。
[数据处理]
实验次数 弹簧受到的拉力 F/N 弹簧原长 L0/cm 弹簧长度 L/cm 弹簧伸长 Δx=L-L0/cm
1
2
3
4
教师活动：展示某同学填好的表格，并提出问题：怎样根据表格的数据，得到弹簧弹力与形变量的关系？
学生活动：讨论回答。
教师总结：引导学生画F-Δx图像。
归纳总结：F＝kx
[误差分析]
教师活动：由于弹簧自身重力的存在，会对实验造成怎样的影响？还有什么原因会造成实验？
学生活动：讨论回答。
归纳总结：
1．由于弹簧自身重力的存在，会使所画的F-x图像不过坐标原点。
2．读数不准确造成实验误差。
板书设计
(
弹簧弹力
探究弹簧弹力与形变量的关系
实验步骤：略
注意事项：
钩码不宜过多，钩码静止后再读数
胡克
定律
内容：在弹性限度内，弹簧弹力大小与伸长量成正比
公式：
F
＝
kx
弹簧弹力的改变量与弹簧长度的改变量成正比
实验器材：
铁架台，弹簧，毫米刻度尺，
钩码若干，坐标纸
)第三章 相互作用——力
3.1 重力与弹力
【教材分析】
物体相互作用的初步知识、重力的大小和方向、力的示意图等知识初中物理皆已学习，但对重心概念理解不深，本节引入重心作为知识载体，体现了等效思想。以重力为例，呈现如何利用力的图示和力的示意图表示力的三要素。在弹力部分按照一般弹力到特殊弹力的思路，通过微小形变激发学生的学习兴趣，从宏观形变揭示弹力产生的条件，并根据形变说明弹力产生的原因和弹力的方向。通过实验探究弹簧弹力大小与形变量的关系具体讨论弹力的大小，体现先定性再定量的研究思路。
【教学目标与核心素养】
[物理观念]知道重力产生的原因、大小和方向；知道重心的概念；会根据二力平衡测量重力的大小；会画力的图示和示意图；知道弹力产生的原因；会判断弹力的方向。
[科学思维]体会等效替代的思想；体会引入重心概念的意义。
[科学探究]体验探究方法，培养学生建立模型、推理论证的能力。
[科学态度与责任]体会物理与生产生活的紧密联系。
【教学重难点】
教学重点：重力的定义；重力的大小和方向；物体的重心及确定重心的方法；形变的定义及分类；弹力的定义及产生条件。
教学难点：影响重力大小的因素；对重力方向的认识；重力和质量的区别；对重心的理解；弹力有无的判断；弹力方向的判断。
【课前准备】
多媒体课件、细绳、薄板。
【课时安排】
2课时
【教学过程】
第1课时
[新课导入]
复习引入：我们在初中已经学过力的有关知识，什么是力？力的作用效果是什么？力的作用效果与哪些因素有关？如何表示一个力？
问题引入：一天牛顿坐在树下思考问题，突然被一颗熟透的苹果砸到了头。苹果原本静止在树上，为什么会从树上掉下来？
[新课讲授]
重力
教师活动：指导学生仔细阅读“重力”一部分，同时提出问题：
1．重力是如何定义的？重力的施力物体，受力物体是谁？
2．重力是接触力还是非接触力？请举例说明。
3．重力的大小和方向如何表示？
4．物体的重心是如何定义的？确定中心的方法有哪些呢？
学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案，然后分小组交流讨论，初步建立起重力的概念。讨论完后找小组展示答案。
教师活动：聆听学生回答，点评总结。
★重力
1．重力的定义：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力；重力的施力物体是地球，受力物体是物体本身。
2．重力是非接触力。例：跳高运动员跳起来之后与地面不接触，但依然受重力。
3．重力的大小G＝mg（g＝9.8N/kg），方向竖直向下。竖直向下指的是用根绳子悬挂一个重物，绳子所在的方向即为该地的竖直向下方向（区别于垂直向下、指向地心等）。
4．重心是物体各部分所受重力的集中等效作用点；物体的重心跟物体的形状、质量分布有关系；确定重心可以用支撑法，二次悬挂法。
重心可以在物体上，也可以在物体外。比如游泳圈、光盘等的重心在物体外。重心在物体上的位置还会随质量分布发生变化。比如漏水的矿泉水瓶的重心随水位的高低会发生变化。
典例分析
【例1】关于重力的说法，正确的是( )
A．重力就是地球对物体的吸引力
B．只有静止的物体才受到重力
C．同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力
D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
【答案】CD
【例2】关于物体的重心，下列说法中正确的是( )
A．物体的重心就是物体上最重的点
B．重心是物体各部分所受重力作用的集中点，也就是合力的作用点
C．物体的重心可以不在这个物体上，但有规则形状的均匀物体的重心就一定在物体上
D．形状规则的物体的重心必与其几何中心重合
【答案】B
二、弹力
教师活动：指导学生仔细阅读“弹力”部分，同时提出问题：
1．什么是形变？形变如何分类？
2．什么是弹力？弹力是如何产生的？弹力产生的条件是什么？弹力的有无该如何判断？
3．弹力的种类有哪些？弹力的方向如何确定？
学生活动：根据老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后分小组交流讨论，选出代表发表见解。
教师活动：聆听学生回答，点评总结。
★弹力
1．形变的定义：物体在力的作用下，形状或体积会发生改变，这种变化叫做形变。
形变按形式分类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变。
形变按效果分类：弹性形变、非弹性形变。
2．弹力的定义：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。
弹力的产生过程：外力→弹性形变→要恢复原状→对接触的物体产生弹力的作用。
弹力产生的条件：①两物体直接接触；②两物体之间发生形变，并有恢复原状的趋势。
弹力有无的判断：①可以利用弹力产生的条件判断两物体之间是否存在弹力；②假设法，假设两者之间没有弹力，看物体运动状态会不会发生变化。
3．弹力包括：压力、支持力、绳上的拉力、轻杆的弹力以及弹簧的弹力。弹力的方向总是和施力物体发生形变的方向相反。压力和支持力的方向都是垂直于支持面，且指向受力物体；绳上拉力的方向总是沿绳而背离物体；杆上的弹力比较复杂，如果杆的一端固定。杆上的力可沿杆也可不沿杆。如果杆的一端是可以自由活动的，杆上的力一定沿杆。
教师活动：指导学生仔细阅读“弹力后的演示”部分，同时提出问题：
1．用力按压桌子，桌子发生形变了吗？
2．怎样设计实验证明桌子发生了形变呢？这是什么方法呢？
学生活动：根据老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后分小组交流讨论，选出代表发表见解。
教师活动：聆听学生回答，点评总结。
归纳总结：在力的作用下，一切物体都会发生形变。
有的形变明显，有的形变不明显。不明显的形变，我们可以设计实验。采取微小形变放大法，进行观察。
板书设计
(
重力与弹力
重力
大小
：
G
＝
mg
方向
：
竖直向下
重心：
物体各部分所受重力的集中等效作用点
弹力
定义
：
发生形变的物体恢复原状，对接触的物体会产生力的作用
产生条件
：
两物体直接接触；
②
两物体之间发生形变，并有恢复原状的趋势。
量
方向
：
和施力物体发生形变的方向相反
分类
：
压力、支持力、绳上的拉力、杆上的弹力、弹簧上的弹力
定义
：
由于地球对物体的吸引而使物体受到的力
产生条件
：
两物体直接接触；发生形变
量
)
